dna分子链的耦合-复制模型的研究

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1、第31卷第6期石河子大学学报(自然科学版)Vo1．3lNO．62013年12月JournalofShiheziUniversity(NaturalScience)Dec．2O13文章编号：1007—7383(2013)06—0786—03DNA分子链的耦合一复制模型的研究高艳，王海锋，孙茂珠，薛新英，王博(石河子大学理学院物理系／石河子大学生态物理重点实验室，石河子832003)摘要：本文提出了一个3种类聚集体问基于催化复制的耦合模型，通过该模型近似模拟DNA分子链在RNA催化酶的催化下的复制和聚合过程。在平均场理论下，利用反应速率方程方法研究了系统

2、的动力学演化行为，获得了DNA分子链的集团总数量、集团总质量以及浓度分布随时问的具体演化规律的解析解。结果表明：DNA分子链集团的总数量N(f)在长时间下会达到一个与其初始值无关的常数；集团总质量M()随时间呈指数性增加；浓度分布a(f)在长时间下也趋于常数，即系统最终会达到平衡态。关键词：聚集；催化；速率方程；动力学中图分类号：0415文献标志码：AKineticsofCoagulationProcesswithCatalyzed—DuplicationinDNAMolecularChainsGAOYan，WANGHaifeng，SUNMaozhu

3、，XUEXinying，WANGBo(KeyLaboratoryofEcophysicsandPhysics／DepartmentofPhysics，CollegeofScience，ShiheziUniversity，Shihezi832003，China)Abstract：Weproposeanaggregationmodelwithcatalyzed-duplicationprocessofthreespeciestomimicthecoagulationandduplicationofDNAhelixwiththehelpofcatalyti

4、cRNA．Byemployingthemean-fieldrateequationapproachweanalyticallyinvestigatetheevolu—tionbehaviorofthesystem．Thekineticsofthetotalnumber，thetotalmassandtheaggregationsizedistributionoftheDNApolymersystemarederived．Theresultimplies，thetotalnumberoftheDNApolymersN(Dcanapproachacons

5、tantvaluewhichisindependentwiththeinitialvalueinthelongtimelimit，thetotalmassM(f)increaseswithtimeexponentially，andtheaggregatesizedistributiona(￡)mayapproachaconstantvalue，thatis，thesystemwilleventuallyevolvesintoasteadystate．Keywords：aggregation；catalysis；rateequation；kinetic

6、s聚集体非平衡演化是自然界中的一种普遍现列类似的聚集体演化机制，如分解过程：A象，它广泛存在于物理学、生物学、化学、医学、社会A+A，，湮灭过程：Ai+A，0，迁移或学及经济学等领域中，例如带电离子的聚集、血管中交换过程：A+A，A一+A等等。近几十红血球的聚集、聚合物的形成、动物种群的演化、城年来，物理学家开展了大量的研究工作，深入探讨了镇人口的分布等口j。聚集现象最初描述的是2个各种聚集体的非平衡演化动力学行为。主要的研究大小为i和的聚集体集团相遇时，以一定的速率方法是反应速率方程方法：1917年Smoluchowski自动聚合为一个大小为i十的

7、聚集体集团，其反应ri，、为研究不可逆聚合过程A+A，A十，，提出机制可以用方程式表示为：A+A_JA，其了一个基于平均场近似下的反应速率方程]：中K(i，)为聚合反应速率核。后来延伸出来一系收稿日期：2012—12—23基金项目：国家自然科学基金项目(11145004)作者简介：高艳(1981一)，女，讲师，从事非线性聚集动力学研究，email：gY一213@yahOo．cn。通信作者：王海锋(1981)，男，讲师，从事非线性聚集动力学研究，email：whfeng@shzu．edu．cn。第6期高艳，等：DNA分子链的耦合一复制模型的研究一故以上

8、2个方程司以简写为：EK(ai)一dal(t)—一一IN(f)d()-}-KB。N(￡)一LC。口l口，(￡